用于多参数复合试验环境的离心机制造技术

用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座，驱动电机，机臂，传动机构，及动平衡执行机构；机臂上设腹板；传动机构包括带传动机构和齿轮机构；齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮和与机臂固接的大齿轮；大齿轮的上表面与机臂的底面接触，大齿轮的下表面设有容纳一能为大齿轮提供轴向支撑的推力球轴承的环形槽，大齿轮通过推力球轴承与机座连接，大齿轮的下表面与机座之间有间隙；大齿轮设通孔，通孔的底部向内延伸形成安装角接触球轴承的台阶，角接触球轴承的上方设有与机座固接、以压紧角接触球轴承的盖板；驱动电机和传动机构安装于机座内部。本实用新型专利技术具有机体占用空间小，机臂容量大，能承载多种环境舱，能实现机臂的自适应动平衡的优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于多参数复合试验环境的离心机。 技术背景随着科学技术，特别是航空航天技术的发展，对机电元器件产品的可靠性要求越 来越高。而这些元器件产品的应用环境越来越复杂，如航天器在发射和再入大气层飞行时， 会受到诸如线加速度、温度、振动、噪声等复合环境因素的影响。为保证航天器能够在飞行 中正常工作，要求其表面材料及内部电子仪器设备等必须经受得起这种外在的冲击。具有 廉价、高效、可控、可重复等优点的环境试验对于检测产品对环境冲击的响应具有十分重要 的意义。在进行多参数复合试验中的线加速度参数都是依靠线加速度试验机的旋转产生 离心加速度来模拟的。用于多参数复合试验环境的离心机的内部结构很少公开，而且离心 机的机臂都是长臂式，工作的时候维持机臂平衡难度较大，需要用很大的配重来实现静平 衡和动平衡，需要动力源的功率较大和专门的减速器，离心机占用的空间大。这种机臂结构 导致了很难在机臂上安装较多的器件，也就很难进行较多环境的复合试验。
技术实现思路
为克服现有技术的机体占用空间大，机臂容量小，难以进行多环境因素的复合试 验，本技术提供了一种机体占用空间小，机臂容量大，能承载多种环境仓的用于多参数 复合试验环境的离心机。用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座，固定于所述的机座上的驱动电机， 承载多参数复合试验器件的机臂，和将所述的驱动电机的动力传递至所述的机臂的传动机 构，固定在机臂上的静平衡质量块和安装于所述的机臂上、实现自适应动平衡的动平衡执 行机构；其特征在于所述的机臂呈圆盘形，所述的机臂上均勻地设有腹板，所述的复合参 数试验器件安装于所述的腹板上；所述的传动机构包括与所述的驱动电机的输出轴连接的带传动机构和与所述的 机臂连接的齿轮机构；所述的齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮和与所述的机臂固接 的大齿轮；所述的大齿轮的上表面与所述的机臂的底面通过螺栓连接，所述的大齿轮的下表 面设有容纳一能为大齿轮提供轴向支承的推力球轴承的环形槽，所述的大齿轮通过所述的 推力球轴承与所述的机座连接，所述的大齿轮的下表面与所述的机座之间有间隙；所述的大齿轮的中心设有圆形通孔，所述的通孔的底部向内延伸形成一圈用于安 装一能限制所述的大齿轮的径向自由度和竖直向上自由度的角接触球轴承的台阶，所述的 角接触球轴承的上方设有与所述的机座固接、以压紧所述的角接触球轴承的盖板；所述的驱动电机和传动机构安装于所述的机座内部。4进一步，所述的大齿轮的上表面设有定位环形凸台，所述的机臂的底部设有与所 述的凸台适配的环形凹槽。进一步，所述的机座上固定有与所述的机臂连接、以防止灰尘进入传动机构中的 密封盖，所述的密封盖与所述的机臂之间为可转动的迷宫式密封连接。进一步，所述的机臂的外缘固定有防止安装于机臂的器件飞出的保护圈，所述的 保护圈的内圆周上均勻地分布有保证其刚度的肋板；所述的肋板与所述的机臂固接。进一步，所述的大齿轮的通孔内设有为各试验器件供气、且机臂上的输气管能跟 随机臂转动的旋转供气机构，所述的旋转供气机构包括呈中空状的导电滑环和连通机臂上 的输气管与外部气源的旋转接头，所述的旋转接头位于所述的导电滑环内部；所述的导电滑环的定圈与一安装座固接，所述的安装座固定于所述的机座上，所 述的导电滑环的动圈与所述的大齿轮联动；所述的导电滑环的动圈与一旋转法兰固接，所 述的旋转法兰与所述的大齿轮固接；所述的旋转接头的定圈与所述的安装座固接，所述的旋转接头的动圈与所述的输 气管连接；所述的安装座位于所述的角接触球轴承内，且与所述的角接触球轴承的内圈配 合，所述的盖板与所述的安装座固接。进一步，所述的动平衡执行机构包括分别沿两个方向调节其动平衡质量块的动平 衡执行单元，所述的动平衡执行单元包括固定于所述的机臂上的底座，固定在所述的底座 上的导轨，与所述的导轨滑动连接的滑块和推动所述的滑块沿所述的导轨往复运动的动平 衡传动机构，所述的动平衡质量块固接与所述的滑块上，所述的动平衡执行单元的两个调 节方向垂直；所述的机臂外设有采集由不平衡量引起的机臂的周期性振动响应的采集装置，所 述的采集装置与一能获取不同的平衡量引起的振动响应的幅值和相位、并根据所述的幅值 和相位计算出机臂的原始不平衡量和各滑块的移动方向和移动距离的处理器连接，所述的 动平衡执行单元受控于所属的处理器。进一步，所述的机臂上设有两个动平衡执行单元，两个动平衡执行单元的导轨相互垂直。或者，所述的机臂上均勻分布有四个动平衡执行单元，相对的两个动平衡执行单 元的导轨共线、滑块的移动方向相反；相邻的两个动平衡执行单元的导轨相互垂直。进一步，所述的采集装置包括设置在小齿轮转轴上、能将小齿轮的转速转换成脉 冲序列信号的光电编码器，与所述的光电编码器连接的数据采集卡，与所述的数据采集卡 连接、并感应机臂是否发生振动并获取振动信号的振动传感器和触发所述的数据采集卡、 使其开始采样的触发机构；将所述的光电编码器输出的脉冲序列信号作为数据采集卡的外时钟信号，将所述 的振动传感器输出的振动信号作为数据采集卡的输入信号，将根据所述的外时钟信号对所 述的振动信号进行采样后得到的采样信号作为所述的数据采集卡的输出信号，所述的采样 信号输入所述的处理器中；所述的振动传感器为电涡流传感器。进一步，所述的触发机构包括固定于所述的机臂的保护圈上的磁钢和与所述的数 据采集卡连接的霍尔开关，所述的机臂每转一转，所述的霍尔开关与所述的磁钢相遇一次，所述的霍尔开关与所述的磁钢相遇时发出的脉冲触发所述的数据采集卡进行采样。进一步，所述的动平衡传动机构包括步进电机和丝杠机构，丝杠与所述的步进电 机的输出轴连接，丝杆螺母与所述的质量块固接；所述的丝杠的两侧分别上设有限制滑块 移动范围的限位开关，所述的丝杠的两端分别通过支承座与底座连接，所述的支承座与所 述的丝杆之间设有轴承，所述的支承座固定于所述的底座；所述的步进电机受控于所述的 处理器。进一步，所述的光电编码器输出的脉冲信号输入一检测机臂转速的变频器中，所 述的变频器内预设有机臂的标准转速，所述的驱动电机受控于所述的变频器。进一步，所述的机座呈中空的圆台状，所述的推力球轴承和安装座均与机座的上 面板连接，所述的机座的底部设有保证机座安装基准水平的调整块，所述的机座的圆周上 均勻地设置有支撑肋板，相邻的支撑肋板之间的机座壁上设有便于安装施工的开口。进一步，所述的带传动机构为同步带传动。本技术的技术构思是使用圆盘形的机臂，增大了机臂的容量，使离心机能安 装更多的试验器件。在机臂上设置腹板、以保证机臂的刚性。直接由大齿轮带动机臂转动，并通过在大齿轮内部安装推力球轴承，使齿轮传动 机构不但为机臂提供了转矩，而且限制了大齿轮在竖直方向的自由度，并为大齿轮和机臂 提供了向上的支撑力，增大机臂的承载重量，使得安装更多的试验器件成为可能。在大齿轮 内安装角接触球轴承，并通过盖板压紧角接触球轴承的内圈，限制了大齿轮的径向自由度 和竖直向上的自由度，完全固定大齿轮的位置，保证机臂的旋转中心固定。将大齿轮的下表 面设计为圆台状，以在大齿轮内部提供更大的安装空间并减小大齿轮的质量和转动惯量。 在大齿轮中部均勻地开设通孔，以减轻齿轮的质量和转动惯量。本技术通过设置导电滑环和本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座，固定于所述的机座上的驱动电机，承载多参数复合试验器件的机臂，和将所述的驱动电机的动力传递至所述的机臂的传动机构，固定在机臂上的静平衡质量块和安装于所述的机臂上、实现自适应动平衡的动平衡执行机构；其特征在于：所述的机臂呈圆盘形，所述的机臂上均匀地设有腹板，所述的复合参数试验器件安装于所述的腹板上；所述的传动机构包括与所述的驱动电机的输出轴连接的带传动机构和与所述的机臂连接的齿轮机构；所述的齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮和与所述的机臂固接的大齿轮；所述的大齿轮的上表面与所述的机臂的底面通过螺栓连接，所述的大齿轮的下表面设有容纳一能为大齿轮提供轴向支承的推力球轴承的环形槽，所述的大齿轮通过所述的推力球轴承与所述的机座连接，所述的大齿轮的下表面与所述的机座之间有间隙；所述的大齿轮的中心设有圆形通孔，所述的通孔的底部向内延伸形成一圈用于安装一能限制所述的大齿轮的径向自由度和竖直向上自由度的角接触球轴承的台阶，所述的角接触球轴承的上方设有与所述的机座固接、以压紧所述的角接触球轴承的盖板；所述的驱动电机和传动机构安装于所述的机座内部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈润杰，荣左超，何闻，贾叔仕，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]